机制砂生产工艺及在干湿砂浆中的应用【连载一】

17、JG/T164 砌筑砂浆增塑剂

18、JG/T426 抹灰砂浆增塑剂

19、JC474 砂浆和混凝土防水剂

20、JC/T2031 水泥砂浆防冻剂

21、GB/T25181 预拌砂浆

22、JGJ/T98 砌筑砂浆配合比设计规程

23、JGJ/T220 抹灰砂浆技术规程

24、JGJ/T70 建筑砂浆基本性能试验方法

25、JGJ/T63 混凝土用水标准

26、GB5003 砌体结构设计规范

27、GB50924 砌体机构工程施工规范

28、GB50203 砌体工程施工质量验收规范

29、JGJ/T136 贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程

30、GB50574 墙体材料应用统一技术规范

31、GB/T50315 砌体工程现场检测技术标准

32、GB50210 建筑装饰装修工程质量验收规范

33、JGJ126 外墙饰面砖工程施工及验收规程

34、JGJ110 平键键槽的剖面尺寸

35、GB50209 建筑地面工程施工质量验收规范

36、GB50345 屋面工程技术规范

37、GB50207 屋面工程质量验收规范

38、GB50300 建筑工程施工质量验收统一标准

39、JG/T105 机械喷涂抹灰砂浆施工规程

40、JGJ/T322 混凝土氯离子含量检测技术规程

41、JG/T104 建筑工程冬期施工规程

42、GB51176 干混砂浆生产线设计规范

43、JC/T2089 干混砂浆生产工艺与应用技术规范

44、JGJ/T5094 混凝土搅拌运输车

45、SB/T10461 干混砂浆散装移动筒仓

46、JGJ46 施工现场临时用电安全技术规范

47、JGJ80 建筑施工高处作业安全技术规范

二、我国岩石资源的现状及技术参数

岩石是人工机制砂的主要材料来源，我国幅圆辽阔，资源十分丰富，但地质条件比较复杂，岩石资源和再生利用资源分为五大类型：

a、山地类型：以石灰岩和花岗石为主，此类型约占50%，岩石硬度约在196MPa以下。

b、陆川类型：以古河道河床天然河卵石为主，此类型约占20%，岩石硬度约在196MPa以上。

c、河川类型：以陆地内河床为主，此类型约占25%，岩石硬度约在196MPa以下。

d、海底类型：以部分沿海地区海滩为主，此类型约占1%左右。

e、尾矿类型：我国有大量的金属矿和非金属矿，在采矿和加工过程中，伴随产生约20%的尾矿，相当多的尾矿没有得到合理利用，堆放搁置上百亿吨尾矿，既占用土地又污染环境，如果加以利用，可制成人工机制砂用于建筑材料中应用，既保护环境又加以利用形成综合效益。

砂石料是构成现代化建筑主体的基本材料，砂石料的优劣，直接影响砂浆质量，作为干混预拌砂浆企业，选用优质可靠的砂石料是企业生存的根本，企业可根据需要选配适合生产技术要素的粒径骨料，选配骨料应包括覆盖层的剥离、毛料的开采、毛料的运输、超径石处理、粗碎筛洗、中细碎、制砂等生产环节，质量合格的砂石料需要在生产的各个环节和试验检测方面严格进行控制，使所选配的砂石料质量得到有效保障，以及指标控制在一定的技术参数内。

1、何为砂石骨料？

答：砂石骨料是建设工程中砂、卵（砾）石、碎石、块石、料石等材料的统称。粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料，即我们常说的石子或碎石，粒径小于4.75mm的骨料称为细骨料，又称为砂或机制砂。砂石骨料是建设工程中混凝土和堆砌石等建筑石料。

2、人工机制砂具有哪些特性?

答：人工机制砂是经除土处理后由机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，国家标准《建筑用砂》GB/T14684～2010增加了人工机制砂作为建筑用砂之一，并规定了人工机制砂的定义、技术要求及检验方法，人工机制砂将作为我国的建筑用砂的重要来源。人工机制砂具有以下特性：第一，人工机制砂颗粒表面粗糙，且具有棱角，用其拌制的砂浆和易性较差，泌水量大，但含有的石粉可以改善砂浆的工作性能。第二，人工机制砂是一种颗粒级配良好的砂，一个细度模数只对应一个级配，同时它的细度模数和单筛的筛余量是线性关系。对于一种砂，先通过试验建立关系式后，只要测定一个单筛的筛余量即可快速求出细度模数。第三，人工机制砂中石粉的含量的变化是随经度模数的变化而发生变化的，细度模数越小，石粉含量就越高，反之，细度模数越大，石粉含量越低。第四，人工机制砂当石粉含量在20%左右时，砂各粒径的含量基本在中砂区，而0.30mm以下的颗粒在细砂区中，这表明人工机制砂粗颗粒偏多，细颗粒偏少，特别是0.60～0.30mm的一级的颗粒。

3、什么是人工机制砂的针、片状颗粒？

答：凡是机制砂颗粒的长度大于该死颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒；厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。其中平均粒径是指该粒级上、下限粒径的平均值。

4、如何区分岩石的风化等级？

答：岩石的风化等级分为微风化、弱风化、强风化、全风化四个等级，一般用风化系数进行表示。风化系数小于kf≤0.4的岩石，强度也小于常30MPa；风化较强的岩石色泽陈旧，基本可用于手折断，用镐可以挖掘，手摇钻不易钻进，锤击声为哑声等宏观特点。

5、机制砂颗粒含水率与吸水率的区别是什么？

答：机制砂颗粒吸水率是机制砂颗粒的固有特性，不随环境的变化而变化。含水率则正好相反。

6、什么是机制砂饱和面干？

答：机制砂内部毛细孔隙含水达到饱和而其表面干燥；一般就含水率而言，不会超过6%。

7、人工机制砂的颗粒粒径应控制在什么范围？

答：7.1、人工机制砂是用岩石经除土剥离、开采、机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、卵石（不包括软质岩和风化岩）颗粒。

7.2、建筑废弃物中所筛选可再生利用经破碎筛分制成的粒径小于4.75mm的砂石颗粒。

7.3、金属矿山和非金属矿山开采所产生的尾矿经破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的砂石颗粒。

8、天然砂、人工机制砂有哪些区别?

答：河砂因长期受流水冲洗，颗粒成圆形，颗粒级配极佳。海砂因长期受海水冲刷，颗粒圆滑，比较洁净，但混有贝壳和氯盐含量较高，一般不使用，如需使用需水洗后氯离子含量≥0.06%以内方可使用；山砂存在于山谷或旧河床中，颗粒多带棱角，表面粗糙，石粉含量多，人工机制砂是将天然石材破碎而成，表面粗糙不光滑，棱角多不规则，含粉量也较大。配制砂浆比天然砂难度大。

9、什么是人工机制砂的细度模数?

答：砂的细度模数通常表示砂的粗细程度，按下列方式计算

式中的A1，A2，A3，A4，A5，A6分别为公称直径4.75mm，2.36mm，1.18mm，0.60mm，0.30mm，0.15mm方孔筛上的累计筛余量。

累计筛余百分率取两次试验结果的算术平均值，精确至1%。细度模数取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1；如两次试验的细度模数之差超过0.20时，应重新试验；

根据各号筛的累计筛余百分率，采用修约值比较法评定该试样的颗粒级配。

10、人工机制砂的颗粒级配有哪些规定？

答：砂子细度模数和颗粒级配是两个不同的概念，他们既有联系又有本质区别，他们的关系是：

a、颗粒级配相同，细度模数相同；

b、细度模数相同，级配不一定相同；

c、砂的三个级配区并不准确对应于砂的粗、中、细的程度划分。

11、根据细度模数人工机制砂可分为哪几类?

答：粗砂：U1=3.7~3.1；中砂：U1=3.0~2.3；细砂：U1=2.2~1.6；特细砂：U1=1.5~0.7。但是细度模并不能反映砂的级配情况，细度模数相同的砂，其级配并不一定相同。

12、人工机制砂在中砂的颗粒级配的特性有哪些?

答：良好的级配能使细集料的空隙率和总表面积较小，从而不仅使所需胶凝材料用量减少，更能提高砂浆的密实度、强度和其他性能，若砂的颗粒级配不好，则会产生较大的空隙率，可见良好的颗粒级配对砂浆影响极大。

13、人工机制砂在砂中的含泥量和泥块含量有何规定?

答：含泥量是指细集料中公称粒径小于75um的颗粒含量，泥块含量是指砂中公称粒径大于1.18mm，经水洗手捏后变成小于60um的颗粒的含量。

14、人工机制砂的表观密度、松散堆积密度、空隙率有何要求？

答：机制砂表观密度不小于2500kg/m³；松散堆积密度不小于1400kg/m³；空隙率不大于44%。

15、什么是碱-骨料反应？

答：碱-骨料反应是指混凝土中的碱性物质（水泥、外加剂中均含有碱性成分）与砂石骨料中活性成分发生化学反应，从而引起普通砂浆内部膨胀，时间长了会导致普通砂浆疏松、强度降低、开裂等，造成普通砂浆的破坏。

16、人工机制砂在砂中的含泥量和泥块含量超标对砂浆有何危害?

答：砂中的泥粒较细会增加细集料的比表面积，增加用水量或胶凝材料用量，且有较强的吸水性，吸水时膨胀，干燥时收缩，并对砂浆强度，干缩及其耐久性产生不利影响。当泥粒包裹在砂的表面，还会降低胶凝材料与砂之间粘结能力，当泥块超标时由于泥块本身强度较低，不仅起不到骨架作用，降低砂浆的力学性能，因此砂中的含泥量≤3%，泥块含量≤1%。

17、人工机制砂在砂中的有害物质有哪些?

答：砂中有害物质主要有云母、轻物质、有机物、硫化物、树叶、碎木及硫酸盐等。云母一般呈薄片状，表面光滑，几乎没有强度，与水泥石粘结性能较差，当云母较多时，砂浆抗冻、抗渗强度明显降低；砂中有机杂质通常是动植物、腐植物，它们会妨碍水泥水化，降低强度。砂中含有硫铁矿或生石膏等硫化物或硫酸盐，它们有可能与水泥的水化产物反应生成硫铝酸钙，发生体积膨胀。因此有害物质云母含≤2.0%；轻物质含量≤1.0%；硫化物硫酸盐含量（折算成S03）≤1.0%；有机物含量（用比色法试验：颜色不应深于标准色，当颜色深于标准色时，应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95）。

18、人工机制砂在砂中的有害物质有何危害?

答：在砂中存在着或妨碍胶凝材料水化或削弱砂与水泥石的粘结，还能与水泥的水化产物发生化学反应，并产生有害物质膨胀的物质。

19、如何选用砂浆中的人工机制砂?

答：砂浆中的集料属于惰性材料，近在砂浆中起骨料和填料作用。通过集料可能调整砂浆的密度，控制材料收缩性能等。砂浆中所用集料的粒径不小于4.75mm，当砂越细时，其总表面积愈大，包裹在其表面的浆体越多，而且需水量也越多，导致砂浆强度降低，因此在砂浆中集料的选用应根据砂浆的用途、使用部位和基体等进行选用、砌筑、抹灰砂浆应选用中砂为宜，对于毛石砌体应选用粗砂为宜。

20、人工机制砂的技术要求有哪些？

答：20.1人工机制砂干湿普通砂浆拌合物应具有良好的黏聚性、保水性和流动性，不得离析和泌水；

20.2人工机制砂干湿普通砂浆拌合物的稠度和凝结时间应满足施工要求和预拌砂浆性能要求；

20.3人工机制砂干湿普通砂浆拌合物宜具备良好的早期抗裂性能；

20.4人工机制砂干湿普通砂浆拌合物的水溶性氯离子含量应符合国家行业标准《混凝土氯离子含量检测规程》JGJ/T322中的规定。

21、人工机制砂的坚固性有哪些规定？

答：坚固性指标：采用硫酸溶液法进行试验，砂的质量损失应符合下列表中规定

22、人工机制砂母岩强度应控制在什么范围？

23、人工机制砂的压碎值指标有哪些规定？

答：机制砂压碎值指标有是检验其坚固性与耐久性的一项指标。标准要求压碎值指标为30%。压碎值指标较低会导致混凝土耐磨性明显下降。

24、什么是机制砂石粉，石粉含量有什么要求？

答：石粉是指机制砂中粒径小于75um的成分与被加工母岩相同的颗粒。一般普通混凝土要求石粉含量小于20%。

25、造成人工机制砂含粉量偏大有哪些原因？

答：25.1石料的坚固性和压碎值低于国家规定指标；

25.2石料的粒径不应超过9.5mm粒径；

25.3筛网孔径偏小；

25.4长时间生产没有清理筛网造成堵住筛孔。

26、人工机制砂含粉量偏大应如何处理？

答：26.1石料选择坚固性和压碎值大于国家指标；

26.2选择石料粒径不超过9.5mm瓜子石料；

26.3选择筛网合适的孔径；

26.4及时清理堵孔的筛网；

26.5加大收尘除尘系统的功率；

26.6使用分级的方法配制人工砂。

27、干混普通砂浆如何选用人工机制砂?

答：干混普通砂浆用细集料有天然砂、人工机制砂。天然砂是指自然条件作用形成的岩石颗粒，按产源不同分为河砂、海砂和山砂。人工机制砂指岩石除土后开采经机械破碎、筛分而成的岩石颗粒。

28、选用怎样的细骨料对提高普通砂浆的强度和耐久性有益？

答：一般要求选用强度较高、坚固性较好、体积稳定性强、有害杂质含量较低、粗细程度及级配合理的机制砂（天然砂）作为细骨料，对提高普通砂浆强度和耐久性有益。

29、为什么碎石料对普通砂浆力学性能有利？

答：一般（卵）石具有球形颗粒外形与光滑表面构造，碎石则为棱角颗粒和粗糙表面，粗糙表面具有良好的粘结作用，有利于强度的发展。

30、为什么机制砂普通砂浆适合选用Ⅱ级区中砂？

答：Ⅱ区中砂中含有较多的粗颗粒砂，并且含有适量的中颗粒及少量的细颗粒填充其间隙，使机制砂具有较小的空隙率和总表面积，可以达到减少水泥用量，提高普通砂浆的密实度和强度的目的。

31、什么样的机制砂级配区间和细度模数适合配制普通砂浆？

答：Ⅰ区的砂级配较粗，保水能力差，宜配制普通砌筑砂浆。Ⅱ区的砂为中砂级配，配制普通抹灰砂浆较适宜。Ⅲ区的砂级配较细，用它配制混合料粘性稍大

32、人工机制砂在砂浆中有哪些作用?

答：人工机制砂在砂浆中用量最多，具有较好的稳定性，较高的强度。细集料在砂中第一具有骨架作用，细集料在砂浆中能起到骨架作用：产生较高的强度，能承受较大的荷载，对砂浆的力学性能有较大影响；第二具备稳定体和变形作用：在砂浆硬化过程中，集料一般不参与化学反应，也不会产生化学反应造成的体积变化同，砂浆在硬化过程中发生干缩的主要成分是水泥组分，集料干缩较小且能限制水泥石的收缩，热膨胀系数比水泥石低，故热稳定性也比水泥石好；第三具有改善砂浆耐久性：集料对环境条件具有较好的适应性，在冻融循环和在硫酸盐侵蚀条件下，只有水泥石被破坏，集料很少破坏；第四具有影响砂浆的性能，集料影响砂浆的需水量、力学性能、干缩性能及温度变形性能、干缩和温度变形是引起砂浆开裂的主要原因。当集料级配不合适时，较大的空隙率和较小的细度模数会增加砂浆的需水量，引起增大砂浆干缩和温度变形，降低砂浆强度，导致抗裂性降低；第五具有装饰作用：有些彩色集料具有装饰作用，产生色彩缤纷的效果；第六具有降低成本的作用：在砂浆组成材料中，集料是最便宜的，充分发挥集料的作用，降低砂浆的成本，宜配制特种砂浆，人工机制砂的细度模数为2.4～3.0为好。

33、人工机制砂对砂浆性能产生哪些影响?

答：33.1机制砂在砂浆中主要性能体现在机制砂的吸水率、细度和级配，机制砂的吸水率细度模数越小，空隙率越大，耗资的需水量也越大，导致砂浆强度降低，尤其是灰砂比较小时，这种影响更明显。因此，为保证砂浆强度，所用机制砂的空隙率越小，细度模数越大，水泥用量就越小，对级配不合格的集料要适当的掺配、调整，使其合格。

33.2人工机制砂是由机械破碎，筛分而成，颗粒形状粗糙尖锐，多棱角，颗粒内部微裂纹多，空隙率大，开口相互贯通的空隙多，比表面积大，石粉含量也较高，与天然砂配制的砂浆有较大差异，但有一定数量的石粉，一般控制在20%以内，使配制的砂浆有较好的和易性，能改善砂浆的保水性、泌水性、粘结性和提高砂浆强度，石粉更能对水泥有增强作用。但石粉含量较高时，颗粒级配会不合理，使砂浆密实度降低，和易性变差，粗颗粒偏小，减弱了砂浆中的内架作用。另外，非活性石粉不具有水化及胶结作用，在水泥含量不变时过多的石粉使水泥强度降低，影响砂浆的整体质量。

34、石粉对普通砂浆性能的影响如何？

答：研究表明：机制砂中含5%～20%的石粉，有利于改善普通中低强度特别是泵送中低强度机制砂普通砂浆和易性，配制的砂浆强度等级越低、流动性越大。

35、尾矿砂如何在砂浆中被合理利用?

答：由金属矿和非金属矿在开采和加工主矿产品过程中产生的固体废弃物经破碎分级后的尾矿称为尾矿砂，绝大部分尾矿的技术指标与特细矿接近，适合配制砂浆。由于尾矿砂的颗粒级配、石粉含量、泥块含量等指标可以在生产过程中通过改变设备和工艺参数进行调整控制，而强度、有害物质、坚固性以及碱-集料反应是判定尾矿砂的关键，因此在生产过程中加强对尾矿砂的检验，以确保尾矿砂的质量。尾矿砂根据细度模数分为粗砂、中砂、细砂和特细砂四级。

36、人工机制砂性能检测标准依据和方法是什么?

答：国家标准《建筑用砂》GB/T14684~2011。

37、人工机制砂及性能检测项目有哪些?

答：含水率、颗粒级配、含泥量、泥块含量、松散性密度、表观密度、石粉含量与MB值、坚固性、压碎值指标。

38、人工机制砂含水率怎样检测?

答：38.1试验用仪器设备：鼓风干燥箱（能使温度控制在105±5）˚C；天平（称量1000g，感量0.1g）；搪瓷盘、毛刷等。

38.2试验步骤：按规定在砂堆场不同部位取足够试验的样品，然后合并拌和均匀，并将试样缩分至约1100g，再称取试样500g两份，立即放入鼓风干燥箱中烘干至恒量，取出待冷却至室温后称出其质量并计算，精确至0.1g。

38.3含水率计算公式：

式中： ——砂含水率（%）

——砂样质量（g）

——烘干砂样质量（g）

含水率取两次试验结果算术平均值作为测定值，采用修约比较法进行评定。

39、人工机制砂颗粒级配怎样检测?

答：39.1试验用仪器设备：鼓风干燥箱（能使温度控制在10±50C）；天平（称量1000g，感量1g）；方孔筛：（规格为15um，300um，600um，1.18mm，2.36mm，4.75mm及9.50mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖）；摇筛机；搪瓷盘，毛刷等。

39.2试验步骤：按规定取样，筛除大于9.50mm的颗粒（并算出其筛余百分率），并将试样缩分至约1100g，放在干燥箱中于（105±5）0C下烘干至恒量，待冷却至室温后，分为大致相等的两份备用。（注：恒量系指试样在烘干3h以上的情况下，其前后质量之差不大于该项试验所要求的称量精度）；称取试样500g，精确至1g。将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套筛（附筛底）上，然后进行筛分；将套筛置于摇筛机上，摇10min，取下套筛，按筛孔大小顺序再逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止。通过的试样并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛，这样顺序进行，直至各号筛全部筛完为止；称出各号筛的筛余量，精确至1g，试样在各号筛上的筛余量不得超过按下式计算出的量。

式中：G——在一个筛上的筛余量，单位为克（g）；

A——筛面面积，单位为平方毫米（mm2）;

d——筛孔尺寸，单位为毫米（mm）；

39.3超过时应按下列方法之一处理：

39.3.1将该粒级试燕分成少于按上式计算出的量，分别筛分，并以筛余量之和作为该号筛的筛余量。

39.3.2将该粒级及以下各粒级的筛余混合均匀，称出其质量，精确至1g。再用四分法缩分为大致相等的两份，取其中一份，称出其质量，精确至1g，继续筛分。计算该粒级及以下各粒级的分计筛余量时应根据缩分比例进行修正。

39.4结果计算与评定：

计算分计筛余百分率：各号筛的筛余量与试样总量之比，计算精确至0.1%；

计算累计筛余百分率：该号筛的分计筛的分计筛余百分率加上该号筛以下各分计筛余百分率之和，精确至0.1%。筛分后，如每号筛的筛余量与筛底的剩余量之和同原试样质量之差超过1%时，应重新试验。

砂的细度模数按下式计算，精确至0.01

式中： ——细度模数；

A1、A2、A3、A4、A5、A6、——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600um、300um、150um筛的累计筛余百分率；

累计筛余百分率取两次试验结果的算术平均值，精确至1%。细度模数取两次试验结果的算术平均值，精确至0.1；如两次试验的细度模数之差超过0.20时，应重新试验，并根据各号筛的累计筛余百分率，采用修约值比较法评定该试样的颗粒级配。

40、人工机制砂含泥量怎样检测?

答：40.1仪器设备：鼓风干燥箱：（能使温度控制在（105±5）0C；天平：（称量1000g，感量0.1g）；方孔筛：（孔径为75um及1.18mm的筛各一只）；容器：（要求淘洗试样时，保证试样不溅出